一種大型古建筑裂縫與傾斜變化定量監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于大型古建筑（如故宮、長城）的安全監(jiān)測領(lǐng)域，特別設(shè)及一種大型 古建筑裂縫與傾斜變化定量監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 對古建筑中的沉降、裂縫與傾斜應(yīng)定期監(jiān)測其現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，W便分析其變化 的產(chǎn)生原因及其對古建筑安全的影響，并及時進(jìn)行有效的治理，做到早預(yù)防、早發(fā)現(xiàn)、早消 除。 【實用新型內(nèi)容】
[0003] 為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)和圖像處理技術(shù)，并輔W-定 的預(yù)測方法，實現(xiàn)大型古建筑的裂縫與傾斜變化進(jìn)行定量監(jiān)測及其趨勢預(yù)測。具體技術(shù)方 案如下：
[0004] 一種大型古建筑裂縫與傾斜變化定量監(jiān)測系統(tǒng)，由監(jiān)測節(jié)點、網(wǎng)關(guān)節(jié)點、監(jiān)測中屯、 電子計算機組成，其特征在于，監(jiān)測節(jié)點分布設(shè)置在古建筑上或需要監(jiān)測處的附件物體上， 特別是古建筑的裂縫或/和傾斜處，監(jiān)測節(jié)點包括帶有攝像傳感器的Zi濁ee無線傳感網(wǎng)絡(luò) 節(jié)點，監(jiān)測節(jié)點經(jīng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點通過GPRS網(wǎng)絡(luò)與Internet網(wǎng)絡(luò)連接監(jiān)測中屯、電子計算機，將古 建筑裂縫與傾斜的圖像信息實時傳輸?shù)奖O(jiān)測中屯、電子計算機中，在計算機屏幕上自動顯示 所監(jiān)測的各具體確實位置的古建筑裂縫與傾斜的變化值，變化值超出規(guī)定闊值，計算機自 動預(yù)警，同時將預(yù)警發(fā)送至操作人員手機上，利用計算機預(yù)測古建筑裂縫與傾斜的發(fā)展趨 勢。
[0005] 進(jìn)一步的，監(jiān)測節(jié)點由W下部件組成；攝像傳感器、信號調(diào)理電路、基于Zi濁ee 通信協(xié)議的射頻發(fā)射模塊，其中攝像傳感器通過信號調(diào)理電路與基于Zi濁ee通信協(xié)議的 射頻發(fā)射模塊連接，且均與光電源連接，光電源上連有電源管理巧片，統(tǒng)一控制供電；基于 Zi濁ee通信協(xié)議的射頻發(fā)射模塊上連接有液晶顯示器和USB接口。
[0006] 優(yōu)選的，攝像傳感器為SAT系列紅外探測器。
[0007] 優(yōu)選的，基于Zi濁ee通信協(xié)議的射頻發(fā)射模塊是CC2430巧片。
[000引進(jìn)一步的，網(wǎng)管節(jié)點由W下部件：基于Zi濁ee通信協(xié)議的射頻接受模塊、微處理 器、SIM卡座、GPRS模塊順次連接而成，它們均由風(fēng)光電源供電，并由電源管理巧片統(tǒng)一執(zhí) 行供電管理。
[0009] 優(yōu)選的，微處理器選用AT91RM9200巧片。
[0010] 一種大型古建筑裂縫與傾斜變化定量監(jiān)測系統(tǒng)的預(yù)測方法，運用灰色預(yù)測方法， 拓灰色預(yù)測模型充分利用裂縫或傾斜的形狀尺寸參數(shù)Xi、X2、X3把隨時間變化的尺寸累加求 和，生成新的序列，用一條曲線逼近，逼近曲線還原后即為拓灰色預(yù)測模型。
[0011] 有益效果
[0012] 本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有W下積極效果；（1)采用攝像頭傳感器，對古建 筑裂縫和傾斜進(jìn)行監(jiān)測，是一種無接觸的，可W增加監(jiān)測系統(tǒng)的可靠性，提高監(jiān)測精度。（2) 采用Zi濁ee網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，由于靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，超大的網(wǎng)絡(luò)容量，特別適合大型古建筑的安 全監(jiān)測。（3)采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)，無需在古建筑上敷設(shè)大量導(dǎo)線，節(jié)約成本，降低施工難度。 (4)無需工作人員定期巡回檢查監(jiān)測系統(tǒng)，節(jié)約大量人力成本。（5)將Zi濁ee網(wǎng)絡(luò)、GPRS網(wǎng) 絡(luò)和Internet網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來，適合大型與超大型古建筑的安全監(jiān)測。（6)采用紅外攝像傳 感器可不受天氣影響實施24小時監(jiān)測。
【附圖說明】
[0013] 圖1是本實用新型的一種大型古建筑裂縫與傾斜變化定量監(jiān)測系統(tǒng)示意圖；
[0014] 圖2是Zi濁ee網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測節(jié)點原理圖；
[0015] 圖3是Zi濁ee網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點原理圖。
[0016] 其中，1.監(jiān)測節(jié)點；2.網(wǎng)關(guān)節(jié)點；3.GPRS網(wǎng)絡(luò)；4.Internet網(wǎng)絡(luò)點監(jiān)測中屯、計算 機；6.攝像傳感器；7.信號調(diào)理電路；8.基于Zi濁ee通信協(xié)議的射頻發(fā)射（接收）模塊； 9液晶顯示器；10.USB接口；11.光電源；12.電源管理巧片；13.微處理器；14.風(fēng)光電源； 15.SIM卡座；16.GPRS模塊。
【具體實施方式】
[0017] 為使本實用新型的目的和技術(shù)方案更加清楚，W下結(jié)合附圖對本申請的技術(shù)方案 進(jìn)行清楚、完整地描述。所描述的實施例是本申請的一部分實施例，而不是全部的實施例， 基于所描述的本申請的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無需創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的 所有其他實施例，都屬于本申請保護(hù)的范圍。
[0018] 實施例1 ; 一種大型古建筑裂縫與傾斜變化定量監(jiān)測系統(tǒng)，由監(jiān)測節(jié)點1、網(wǎng)關(guān)節(jié) 點2、監(jiān)測中屯、電子計算機5組成，監(jiān)測節(jié)點1分布設(shè)置在古建筑上或需要監(jiān)測處的附件物 體上，特別是古建筑的裂縫或/和傾斜處，監(jiān)測節(jié)點1包括帶有攝像傳感器6的Zi濁ee無 線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，監(jiān)測節(jié)點1經(jīng)網(wǎng)關(guān)節(jié)點2通過GPRS網(wǎng)絡(luò)3與Internet網(wǎng)絡(luò)4連接監(jiān)測 中屯、電子計算機5,將古建筑裂縫與傾斜的圖像信息實時傳輸?shù)奖O(jiān)測中屯、電子計算機5中， 在計算機屏幕上自動顯示所監(jiān)測的各具體確實位置的古建筑裂縫與傾斜的變化值，變化值 超出規(guī)定闊值，計算機自動預(yù)警，同時將預(yù)警發(fā)送至操作人員手機上，利用計算機預(yù)測古建 筑裂縫與傾斜的發(fā)展趨勢。
[0019] (1)監(jiān)測節(jié)點
[0020] 如圖2所示的監(jiān)測節(jié)點1，紅外攝像傳感器6將對準(zhǔn)所要監(jiān)測古建筑中的裂縫和 傾斜，將攝制的圖像經(jīng)信號調(diào)理電路7處理后，由基于Zi濁ee通信協(xié)議的射頻模塊8發(fā) 射圖像信息。監(jiān)測節(jié)點1用光伏電源11。監(jiān)測節(jié)點1的各個巧片型號可W作如下選擇： CC2430是化ipcon公司生產(chǎn)的用來實現(xiàn)嵌入式Zi濁ee應(yīng)用的巧片系統(tǒng)，它支持2. 4GHz I邸E802. 15. 4/Zi濁ee協(xié)議。CC2430巧片W強大的集成開發(fā)環(huán)境作為支持，內(nèi)部線路的交 互式調(diào)試W遵從IDE的IAR工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為支持，得到嵌入式機構(gòu)的高度認(rèn)可，CC2430巧片系 統(tǒng)模塊集成了CC2420RF收發(fā)器，增強工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的8051MCU. 32/64/128邸閃存，8邸SRAM等 高性能模塊，并內(nèi)置Zi濁ee協(xié)議，加上超低能耗，使得它可W用很低的費用構(gòu)成Zi濁ee節(jié) 點。
[0021] 紅外攝像傳感器6采用SAT系列紅外攝像儀，其均采用非制冷焦作平面紅外探測 器，該紅外探測器采用多晶娃材料制備的單片式電阻型微測福射熱計技術(shù)，探測器列陳規(guī) 模320X240,像元中屯、距45uM，填充因子大于80%，噪聲等效溫差（肥TD)達(dá)到100址（典 型值）。
[0022] 為了適應(yīng)古建筑安全監(jiān)測的實際需要，節(jié)約能源，監(jiān)測節(jié)點1應(yīng)用光伏電源，選用 的光伏電源型號為SAS2. 5-WED。
[0023] (2)網(wǎng)關(guān)節(jié)點
[0024] 由于Zi濁ee協(xié)議依據(jù)IE邸802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)千個微小的監(jiān)測節(jié)點1之間相